Hierdie artikel van Wenzhou Tianyu Electronic Co., Ltd. verduidelik wat om in ag te neem wanneer vulmetale gespesifiseer word vir die sweis van vlekvrye staal.
Die vermoëns wat vlekvrye staal so aantreklik maak - die vermoë om sy meganiese eienskappe en weerstand teen korrosie en oksidasie aan te pas - verhoog ook die kompleksiteit van die keuse van 'n geskikte vulmetaal vir sweiswerk.Vir enige gegewe basismateriaalkombinasie kan enige een van verskeie tipes elektrodes gepas wees, afhangende van kostekwessies, dienstoestande, verlangde meganiese eienskappe en 'n magdom sweisverwante kwessies.
Hierdie artikel verskaf die nodige tegniese agtergrond om die leser 'n waardering te gee vir die kompleksiteit van die onderwerp en beantwoord dan van die mees algemene vrae wat aan vulmetaalverskaffers gevra word.Dit stel algemene riglyne vas vir die keuse van toepaslike vlekvrye staal vulmetale - en verduidelik dan al die uitsonderings op daardie riglyne!Die artikel dek nie sweisprosedures nie, aangesien dit 'n onderwerp vir 'n ander artikel is.
Vier grade, talle legeringselemente
Daar is vier hoofkategorieë van vlekvrye staal:
austenitiese
martensieties
ferritiese
Dupleks
Die name is afgelei van die kristallyne struktuur van die staal wat normaalweg by kamertemperatuur voorkom.Wanneer laekoolstofstaal bo 912°C verhit word, word die atome van die staal herrangskik van die struktuur wat ferriet genoem word by kamertemperature na die kristalstruktuur wat austeniet genoem word.By afkoeling keer die atome terug na hul oorspronklike struktuur, ferriet.Die hoëtemperatuurstruktuur, austeniet, is nie-magneties, plasties en het 'n laer sterkte en groter rekbaarheid as die kamertemperatuurvorm van ferriet.
Wanneer meer as 16% chroom by die staal gevoeg word, word die kamertemperatuur kristallyne struktuur, ferriet, gestabiliseer en bly die staal in die ferritiese toestand by alle temperature.Daarom word die naam ferritiese vlekvrye staal op hierdie legeringsbasis toegepas.Wanneer meer as 17% chroom en 7% nikkel by die staal gevoeg word, word die hoë-temperatuur kristallyne struktuur van die staal, austeniet, gestabiliseer sodat dit by alle temperature van die heel laagste tot byna smelt voortduur.
Austenitiese vlekvrye staal word algemeen na verwys as die 'chroom-nikkel' tipe, en die martensitiese en ferritiese staal word algemeen die 'reguit chroom' tipes genoem.Sekere legeringselemente wat in vlekvrye staal en sweismetale gebruik word, tree op as austenietstabiliseerders en ander as ferrietstabiliseerders.Die belangrikste austenietstabiliseerders is nikkel, koolstof, mangaan en stikstof.Die ferrietstabiliseerders is chroom, silikon, molibdeen en niobium.Balansering van die legeringselemente beheer die hoeveelheid ferriet in die sweismetaal.
Austenitiese grade word makliker en meer bevredigend gesweis as dié wat minder as 5% nikkel bevat.Sweislasse wat in austenitiese vlekvrye staal vervaardig word, is sterk, rekbaar en taai in hul as-gesweisde toestand.Hulle benodig gewoonlik nie voorverhitting of na-sweis hittebehandeling nie.Austenitiese grade verteenwoordig ongeveer 80% van die vlekvrye staal wat gesweis is, en hierdie inleidende artikel fokus baie daarop.
Tabel 1: Vlekvrye staaltipes en hul chroom- en nikkelinhoud.
tstart{c,80%}
thead{Type|% Chroom|% Nikkel|Tipes}
tdata{Austenities|16 - 30%|8 - 40%|200, 300}
tdata{Martensities|11 - 18%|0 - 5%|403, 410, 416, 420}
tdata{Ferritic|11 - 30%|0 - 4%|405, 409, 430, 422, 446}
tdata{Dupleks|18 - 28%|4 - 8%|2205}
neig{}
Hoe om die regte vlekvrye vulmetaal te kies
As die basismateriaal in albei plate dieselfde is, was die oorspronklike rigtinggewende beginsel, 'Begin deur die basismateriaal te pas'.Dit werk goed in sommige gevalle;om by Tipe 310 of 316 aan te sluit, kies die ooreenstemmende vulstoftipe.
Om verskillende materiale aan te sluit, volg hierdie riglyn: 'kies 'n vuller om by die meer hoogs gelegeerde materiaal te pas.'Om by 304 tot 316 aan te sluit, kies 'n 316-vuller.
Ongelukkig het die 'wedstrydreël' soveel uitsonderings dat 'n beter beginsel is, Raadpleeg 'n vulmetaalseleksie-tabel.Byvoorbeeld, tipe 304 is die mees algemene vlekvrye staal basis materiaal, maar niemand bied 'n tipe 304 elektrode.
Hoe tipe 304 vlekvrye sweis sonder 'n tipe 304 elektrode
Om Tipe 304 vlekvrye te sweis, gebruik Tipe 308 vuller, aangesien die bykomende legeringselemente in Tipe 308 die sweisarea beter sal stabiliseer.
308L is egter ook 'n aanvaarbare vuller.Die 'L'-benaming na enige tipe dui 'n lae koolstofinhoud aan.'n Tipe 3XXL-vlekvrye het 'n koolstofinhoud van 0.03% of minder, terwyl standaard tipe 3XX-vlekvrye 'n maksimum koolstofinhoud van 0.08% kan hê.
Omdat 'n tipe L-vuller binne dieselfde klassifikasie as die nie-L-produk val, kan en moet vervaardigers dit sterk oorweeg om 'n tipe L-vuller te gebruik omdat laer koolstofinhoud die risiko van interkorrel-korrosieprobleme verminder.Trouens, die skrywers beweer dat tipe L-vuller meer algemeen gebruik sal word as vervaardigers bloot hul prosedures opdateer.
Vervaardigers wat die GMAW-proses gebruik, kan ook oorweeg om 'n tipe 3XXSi-vuller te gebruik, aangesien die byvoeging van silikon nat uit verbeter.In situasies waar die sweislas 'n hoë of growwe kroon het, of waar die sweisplas nie goed by die tone van 'n filet- of skootlas vasbind nie, kan die gebruik van 'n Si Type GMAW-elektrode die sweiskraal glad maak en beter samesmelting bevorder.
As karbiedneerslag 'n bekommernis is, oorweeg 'n tipe 347-vuller, wat 'n klein hoeveelheid niobium bevat.
Hoe om vlekvrye staal aan koolstofstaal te sweis
Hierdie situasie kom voor in toepassings waar een gedeelte van 'n struktuur 'n korrosiebestande buitekant vereis wat aan 'n koolstofstaal struktuurelement verbind is om koste te verlaag.Wanneer 'n basismateriaal sonder legeringselemente met 'n basismateriaal met legeringselemente verbind word, gebruik 'n oorlegeringsvuller sodat die verdunning binne die sweismetaal balanseer of meer gelegeer is as die vlekvrye basismetaal.
Oorweeg 'n Tipe 309L-elektrode vir die meeste toepassings om koolstofstaal aan Tipe 304 of 316 te koppel, sowel as om verskillende vlekvrye staal te verbind.As 'n hoër Cr-inhoud verlang word, oorweeg Tipe 312.
As 'n waarskuwingsnota, toon austenitiese vlekvrye staal 'n tempo van uitsetting wat ongeveer 50 persent groter is as dié van koolstofstaal.Wanneer dit saamgevoeg word, kan die verskillende tempo's van uitsetting krake veroorsaak as gevolg van interne spanning, tensy die regte elektrode en sweisprosedure gebruik word.
Gebruik die korrekte skoonmaakprosedures vir sweisvoorbereiding
Soos met ander metale, verwyder eers olie, ghries, merke en vuilheid met 'n nie-gechloreerde oplosmiddel.Daarna is die primêre reël van vlekvrye sweisvoorbereiding 'Vermy besoedeling van koolstofstaal om korrosie te voorkom.'Sommige maatskappye gebruik aparte geboue vir hul 'vlekvrye winkel' en 'koolstofwinkel' om kruisbesmetting te voorkom.
Wys slypwiele en vlekvrye borsels as 'slegs vlekvrye' aan wanneer rande vir sweiswerk voorberei word.Sommige prosedures vereis die skoonmaak van twee duim terug van die gewrig.Gesamentlike voorbereiding is ook meer krities, aangesien die kompensasie vir teenstrydighede met elektrodemanipulasie moeiliker is as met koolstofstaal.
Gebruik die korrekte na-sweis skoonmaakprosedure om roes te voorkom
Om te begin, onthou wat 'n vlekvrye staal vlekvry maak: die reaksie van chroom met suurstof om 'n beskermende laag chroomoksied op die oppervlak van die materiaal te vorm.Vlekvrye roes as gevolg van karbiedpresipitasie (sien hieronder) en omdat die sweisproses die sweismetaal verhit tot die punt waar ferritiese oksied op die oppervlak van die sweislas kan vorm.As dit in die gesweisde toestand gelaat word, kan 'n perfek gesonde sweislas dalk 'waspore van roes' by die grense van die hitte-geaffekteerde sone in minder as 24 uur toon.
Sodat 'n nuwe laag suiwer chroomoksied behoorlik kan hervorm, vereis vlekvrye staal na-sweis-skoonmaak deur poleer, ingelegd, slyp of borsel.Weereens, gebruik slypmasjiene en borsels wat aan die taak toegewy is.
Hoekom is vlekvrye staal sweisdraad magneties?
Ten volle austenitiese vlekvrye staal is nie-magneties.Sweistemperature skep egter 'n relatief groot korrel in die mikrostruktuur, wat daartoe lei dat die sweislas kraaksensitief is.Om sensitiwiteit vir warm krake te verminder, voeg elektrodevervaardigers legeringselemente by, insluitend ferriet.Die ferrietfase veroorsaak dat die austenitiese korrels baie fyner is, dus word die sweislas meer kraakbestand.
'n Magneet sal nie aan 'n spoel austenitiese vlekvrye vuller vashou nie, maar 'n persoon wat 'n magneet vashou, kan 'n effense trek voel as gevolg van die behoue ferriet.Ongelukkig laat dit sommige gebruikers dink dat hul produk verkeerd gemerk is of dat hulle die verkeerde vulmetaal gebruik (veral as hulle die etiket van die draadmandjie af geskeur het).
Die korrekte hoeveelheid ferriet in 'n elektrode hang af van die dienstemperatuur van die toediening.Te veel ferriet veroorsaak byvoorbeeld dat die sweislas sy taaiheid by lae temperature verloor.Dus, Tipe 308-vuller vir 'n LNG-pyptoepassing het 'n ferrietgetal tussen 3 en 6, in vergelyking met 'n ferrietgetal van 8 vir standaard Tipe 308-vuller.Kortom, vulmetale lyk aanvanklik soortgelyk, maar klein verskille in samestelling is belangrik.
Is daar 'n maklike manier om dupleks vlekvrye staal te sweis?
Tipies het dupleks vlekvrye staal 'n mikrostruktuur wat bestaan uit ongeveer 50% ferriet en 50% austeniet.In eenvoudige terme bied die ferriet hoë sterkte en 'n mate van weerstand teen spanningskorrosie-krake terwyl die austeniet goeie taaiheid bied.Die twee fases in kombinasie gee die duplekstaal hul aantreklike eienskappe.'n Wye reeks dupleks vlekvrye staalsoorte is beskikbaar, met die algemeenste tipe 2205;dit bevat 22% chroom, 5% nikkel, 3% molibdeen en 0,15% stikstof.
Wanneer dupleks vlekvrye staal gesweis word, kan probleme ontstaan as die sweismetaal te veel ferriet het (die hitte van die boog veroorsaak dat die atome hulself in 'n ferrietmatriks rangskik).Om te vergoed, moet vulmetale die austenitiese struktuur bevorder met hoër legeringsinhoud, tipies 2 tot 4% meer nikkel as in die basismetaal.Byvoorbeeld, vloedkerndraad vir sweis tipe 2205 kan 8,85% nikkel hê.
Gewenste ferrietinhoud kan wissel van 25 tot 55% na sweiswerk (maar kan hoër wees).Let daarop dat die afkoeltempo stadig genoeg moet wees om die austeniet te laat hervorm, maar nie so stadig dat dit intermetaalfases skep nie, en ook nie te vinnig om oortollige ferriet in die hitte-geaffekteerde sone te skep nie.Volg die vervaardiger se aanbevole prosedures vir die sweisproses en geselekteerde vulmetaal.
Aanpassing van parameters wanneer vlekvrye staal sweis
Vir vervaardigers wat voortdurend parameters (spanning, stroomsterkte, booglengte, induktansie, polswydte, ens.) aanpas wanneer vlekvrye staal sweis, is die tipiese skuldige inkonsekwente vulmetaalsamestelling.Gegewe die belangrikheid van legeringselemente, kan lot-tot-lot variasies in chemiese samestelling 'n merkbare invloed op sweiswerkverrigting hê, soos swak uitnat of moeilike slakvrystelling.Variasies in elektrode deursnee, oppervlak skoonheid, giet en helix beïnvloed ook werkverrigting in GMAW en FCAW toepassings.
Beheer van beheerkarbiedpresipitasie in austenitiese vlekvrye staal
By temperature in die reeks van 426-871degC migreer koolstofinhoud van meer as 0.02% na die korrelgrense van die austenitiese struktuur, waar dit met chroom reageer om chroomkarbied te vorm.As die chroom met die koolstof vasgemaak is, is dit nie beskikbaar vir korrosiebestandheid nie.Wanneer dit aan 'n korrosiewe omgewing blootgestel word, ontstaan interkorrelkorrosie, wat toelaat dat die graangrense weggevreet word.
Om karbiedneerslag te beheer, hou die koolstofinhoud so laag as moontlik (0.04% maksimum) deur met laekoolstofelektrodes te sweis.Koolstof kan ook vasgebind word deur niobium (voorheen columbium) en titaan, wat 'n sterker affiniteit vir koolstof het as chroom.Tipe 347 elektrodes word vir hierdie doel gemaak.
Hoe om voor te berei vir 'n bespreking oor die keuse van vulmetaal
Versamel ten minste inligting oor die eindgebruik van die gelaste deel, insluitend diensomgewing (veral bedryfstemperature, blootstelling aan korrosiewe elemente en graad van verwagte korrosiebestandheid) en gewenste lewensduur.Inligting oor vereiste meganiese eienskappe by bedryfstoestande help baie, insluitend sterkte, taaiheid, rekbaarheid en moegheid.
Die meeste van die voorste elektrodevervaardigers verskaf gidse vir die keuse van vulmetaal, en die skrywers kan hierdie punt nie oorbeklemtoon nie: raadpleeg 'n vulmetaaltoepassingsgids of kontak die vervaardiger se tegniese kundiges.Hulle is daar om te help met die keuse van die korrekte vlekvrye staalelektrode.
Vir meer inligting oor TYUE se vulmetale van vlekvrye staal en om die maatskappy se kundiges vir advies te kontak, gaan na www.tyuelec.com.
Postyd: 23 Desember 2022